LED汽車前組合燈光源及AFS設計要點

蘇長青

摘 要：LED是一種半導體光源，被廣泛應用在各個領域的照明設計中。LED照明燈具具有節能環保、壽命長、抗震能力強等特點。該文將圍繞LED汽車前組合燈的光源技術展開分析，繼而從汽車前照燈的智能化發展趨勢入手，對AFS的技術要點進行研究。

關鍵詞：LED 汽車前組合燈 光源 AFS設計

中圖分類號：TN312 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）01（a）-0-02

LED（發光二極管）使用的材料是固體半導體，工作原理是通過載流子產生光源。LED汽車前組合燈就是利用產生的光源原理設計的一種照明燈具。LED與傳統的光源相比，有其自身獨特的優勢，被廣泛應用在照明領域中。隨著LED照明技術的不斷發展，LED照明燈具逐漸呈現商業化的發展趨勢，在道路、景點、酒店以及汽車行業都得到了廣泛的應用。在汽車行業中，汽車燈具是汽車構造中不可缺少的重要組成部分之一，因此對LED車燈的研究非常重要。

1 LED發光原理

單個LED的光譜范圍較為單一，比如使用較多的紅綠藍，電子電視屏和交通信號燈中使用的燈光是在特定場合下用作知識的信號燈。通過對可見光的研究發現，人們看見的白光其實是一種混合光源，比如藍黃組成的二波長白光。LED獲得白光的技術有熒光粉轉換白光、多芯片型白光LED，這兩種技術都可以使LED獲得白光。

2 LED汽車前照燈光源

2.1 大功率LED光源封裝技術

2.1.1 LED光源封裝發展趨勢

LED分為集成封裝和分立封裝，市場上使用集成封裝形式的照明燈具較多，LED分離封裝制作成本低，達不到有效的生產效率；集成式封裝是將芯片集成到光源模塊中，可以節省封裝的成本，提高生產效率。集成化封裝使用簡單，體積小，可以解決LED分立器件中存在的照明問題。集成封裝照明燈具設計成本低，在封裝支架、材料以及人工等方面能夠有效降低生產升本，燈具設計得到了極大簡化，生產成本得到了有效降低。光源整體封裝可以保持期間的統一性；形式簡單，提高了生產效率。LED光源技術得到了人們的廣泛關注，LED光源也更趨向于電子化的發展，不管是大功率器件還是小功率芯片，都逐漸走上了集成化的發展道路。

2.1.2 LED集成化封裝

COB LED封裝技術就是將LED芯片焊接在PCB的基板上進行鍵合，實現與PCB互聯的封裝技術。COB集成封裝具有高可靠性和高發光效率的特點。COB集成光源設計簡單，更容易實現可替換功能；光源制作成本低；光效、光通量較高。將紅、綠、藍、白等光源集成在一起，實現冷暖自調的功能，顯色指數較高。COB集成封裝在技術方面取得了較大的成就，但是也存在一些技術上的小缺陷，比如光效偏低、性能差，需要做進一步的提高。LED車燈經過多年的發展，逐漸呈現出一體化、輕薄化、智能化的發展趨勢，LED器件性能要求較高，使用高光效的LED需要達到足夠的明亮度，LED光學和電學需要有較高的一致性和可靠性。集成化的LED模組有足夠大的光通量，是一個較好的選擇。

2.2 LED汽車前照燈光源設計

2.2.1 COB線路設計

LED連接模式關系到LED燈具的工作性能，根據實際的運行情況進行連接方式的選擇，不同的連接模式連接的驅動器不同，要根據連接模式設置驅動器的參數，LED有串聯連接、并聯連接、混聯連接等連接模式。LED串聯連接方式如圖1所示。正極與負極連接在一起，電流與亮度均一致。市場上的LED燈具采用串聯連接方式的較多。當其中一個LED出現短路或者故障，可以采用恒流的方式運行，即使其中一個LED出現故障也不會影響其他LED的正常工作，串聯模式采用恒流電源的方式進行工作最為合適，如圖1所示。

LED并聯連接方式。并聯連接的方式是正極與正極，負極與負極，正極與負極分開連接，能夠使得每一個LED的兩端電壓相等，電壓降低。在LED照明應用中，燈具需要達到較高的光通量和光亮度，汽車前組合燈的光通量要求更高。串連模式中，如果LED數量較多需要有較高的驅動電壓，這樣會增加驅動器的運行難度，而并聯電路的工作電路是其他支路電流的總和，太多數量的LED在一起并聯工作，驅動器的運行會較為緩慢。因此為了提高運行速度和LED的可靠性性能，降低設計難度，需要采用混聯的方式，如圖2所示。

2.2.2 汽車前組合燈的光源設計

近光燈和遠光燈的通光量在900lm和1100lm以上，需要采用大功率的LED COB集成光源，使用COB作為封裝的基板。將LED中的銅基板與鋁基散熱器連接在一起進行熱量的傳遞，隨后通過散熱器將熱量排出，這樣做的目的是將不同特點的散熱器結合在一起，能夠降低成本。

3 AFS技術設計要點

AFS（自適應前照燈系統），該技術可以根據車輛的行駛狀況、路況信息以及天氣狀況自動調節前照燈的角度和光亮，以達到最優的光照要求。AFS還可以緩解駕駛人員在夜晚行車的緊張情緒，讓駕駛人員能夠有充足的時間應付緊急情況。目前AFS技術有彎路輔助照明以及自動開啟的功能，彎路輔助照明可以給汽車轉向時提供良好的照明。

當汽車進入到彎道后，將照明彎道的車燈電量，為彎道提供足夠的照明。自適應前照燈照明系統不需要其他的部件進行點綴，只需要在晚上行駛時根據車輛行駛的方向控制照射角度的開關即可。將照明的范圍拓寬，在晚上行駛或者原地轉向時有較好的照明效果。LED具有高亮度的特點，且燈具設計簡單，容易控制，將其應用在輔助彎道的照明設計中再合適不過，并且可以實現較好的照明效果。當汽車在夜間行駛時，遇到彎道汽車的前照燈自動轉向會將轉彎車道照亮，通過傳感器自動調整前照燈的旋轉角度。

4 結語

該研究主要圍繞LED汽車前照燈的光源設計以及AFS系統進行了研究，隨著AFS技術的不斷發展，被應用的領域越來越多，但是在汽車領域中的發展將會越來越好，性能和優勢方面都會逐步得到完善。LED與普通的前照燈光源相比有較好的控制能力，適用于汽車領域的發展。

參考文獻

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